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机电一体化的主要特征范文1
机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。早期的自动化技术主要是借助凸轮、机械机构等实现的,这一时期的自动化实际上是机械自动化;随着电子技术的发展,凸轮、机械机构逐渐被继电器、接触器、电磁开关等机构所取代,实现了电气自动化,机械机构大大简化,自动化水平大为提高;机电一体化则是生产实践对自动化技术进一步发展的需要,也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物,是以计算机为主要特征的自动化技术。如果说机械系统处理的对象是运动、力、物质和能量,电子系统处理的对象是信息和知识,则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能,而且还有处理信息和知识的能力。机电一体化技术发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科,其发展历程可分为4个阶段:
①数控机床的问世是机电一体化发展的开始;
②微电子技术为机电一体化带来勃勃生机;
③可编程序控制器的发展为机电一体化提供了坚强基础;
④激光技术、模糊技术、信息技术使机电一体化跃上新台阶。机电一体化技术的发展初期,人们的目的是利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能,那时研制和开发还处于萌芽状态,而且由于当时电子技术水平不高,机械技术与电子技术的结合还不广泛和深入。其后计算机技术、控制技术、通信技术、大规模集成电路的发展,为机电一体化的发展奠定了技术和物质基础。
二、机电一体化的发展趋势
1、个性化。在知识经济时代,求新、求异、追求个性是消费需求的一个特征,而柔性化为产品个性化创造了技术条件。所以,在信息时代,机电一体化产品将呈现个性化趋势。与此相适应,机电一体化产品的生产模式及观念也在发生改变。因此精益生产、敏捷制造、智能制造、虚拟制造等得以相继出现。
2、高性能化。高性能化一般包含高速、高精度、高效率、高可靠性。新一代cnc系统就是以此“四高”为满足生产而诞生的。它采用多cpu结构,以多总线连接,进行高速数据传递;采用精简指令集机,实时多任务操作系统并行处理;设置多重缓冲器,故障诊断、自动检错、纠错、系统自动恢复等技术保证该机电一体化产品具有高性能。
3、智能化。人工智能可使机器具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,虽然机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能,但依赖高性能、高速的微处理器可使其具有低级智能或人的部分智能,从而达到更精确的控制目标。机电一体化的发展和进步体现在其产品的智能上,智能化是机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一。它是在控制理论的基础上,吸收人工智能、心理学、生理学、运筹学、计算机科学等新思想、新方法,模拟人类智能,对诊断过程、人-机接口、自动编程和加工过程等问题进行分析、判断、推理、构思和决策,以取代或延伸制造工程中人的部分脑力劳动,并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展,以求得到更高的控制目标。
4、微型化。微型机电一体化系统是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物,是机电一体化的一个新发展方向,微型机电一体化产品,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展,其体积小、耗能小、运动灵活,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,目前已可运用蚀刻技术在实验室制造出亚微米级的机械元件,当将这一成果真正应用到实际产品时,其机械部分和电子元件即可完全集成在一起,组成一种体积很小的自律元件。在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优越性,是近年和将来十大关键技术之一。
5、绿色化。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。工业的发展,使得资源减少,生态环境受到严重污染。因此绿色化成了时代的趋势,产品的绿色化成了适应未来发展的一大特色。
6、系统化。系统化要求系统体系结构采用开放式和模式化的总线结构,系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。其中,仿生物系统化就是根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,引导机电一体化产品向着生物系统化方向发展。
7、网络化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球,由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已形成优势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,能使人们待在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,其产品无疑将朝着网络化方向发展。
8、柔性化。机电一体化产品的控制和执行系统具有足够的“冗余度”,即有较强的“柔性”。
机电一体化的主要特征范文2
关键词：机电一体化；机械工程 ；核心技术； 运用
中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：
引言：机电一体化技术定义机电一体化又称机械电子学,英语称为Mcchatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。一般来说，现代机电一体化是当今目前自动化技术发展的相对较高级的阶段。它同时也以计算机产业为基础和主要特征的自动化技术，同时也是生产实践对自动化技术进一步发展的需要。因此，根据整个行业的未来发展来看，整个工程机械的机电智能化和一体化将是今后的主要发展方向。
1.机电一体化概要
机电一体化技术的形成机电一体化技术是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化技术发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用计算机技术、机械技术、自动控制技术、传感测控技术、微电子技术、信息技术、电力电子技术、信息变换技术、接口技术、及软件编程技术等群体技术，按优化组织目标与系统功能目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。所以，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上面诉述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术和其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有着纯技术发展到机械电气化，属传统机械，它主要功能依旧是代替和放大的体力。但发展到机电一体化之后，其中的微电子装置除可以代替某些机械部件的原有功能之外，还可以赋予许多新的功能，比如自动处理信息、自动检测、自动调节、自动显示记录和控制自动诊断与保护等等。所以机电一体化产品不仅仅是人的手和肢体的延伸，并且人的感官和头脑的眼神，而具有智能化的特点是机电一体化和机械电气化在功能上的本质区别。
2.机电一体化的核心技术
2.1机械本体技术
机电一体化的基础是机械技术，在实践中如何才可以能够将机械技术与机电一体化技术进行有效的相互适应，是机械技术主要的着眼点。利用其他高新技术的更新概念，对结构、材料和性能实现有力的变更，能满足重量的减小及体积的缩小与精度的全面提高等等。在机电一体化整体系统制造的过程当中，借助计算机辅助技术才能可以有效实现经典的机械理论及工艺，同时还需有效的采用过人工智能及专家系统等，把机械制造技术在当今年社会中进行有力的更新。
机械本体必须要将性能及重量和精度等进行综合考虑，性能需进行总体的一个改善使之更加的有力，重要需进一步的给予有效减轻，精度更需全方位进行提高。现代社会中存在的机械产品，一般都是把钢材当作主要材料，那在重量方面就需进行有效的控制，想要有效的减轻钢材的质量，不仅需要在结构方面进行改进而且还要考虑利用非金属的复合材料。只有机械本身的重量可以有效的控制从而减轻，对驱动系统的小型化才能够得到有效的实现，从而在控制方面可有效的改善快速响应特性，有效的将能量消耗进行相应的减少，有效的提升了实际功效。
2.2信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/ 数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
2.3传感技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器可以快速、精确地获取信息并且能够经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的一个保证。传感器的问题集中在提高灵敏度、可靠性与精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为避免电干扰，当前有采用光纤电缆传感器的趋势。而对外部信息传感器来说，现在主要发展非接触型检测技术。
2.4驱动技术
电机作为驱动结构在社会当中已广泛的被接受并且采用，但在快速响应及效率等诸多方面，仍然存在许多需要继续有效的解决的问题。当前，我国针对内部装有编译器的电机及控制专用组件和传感器，三位于一体的伺服驱动单元正在积极的发展当中。
3.机电一体化在工程机械中的应用
机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外工程机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起．推动了工程机械制造技术的迅速发展，特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用，不但提高了施工工艺，还节约了大量的人力、物力和资源，使工程机械的性能得到了前所未有的提高，无论是在动力性、安全性、节能性和操控性上都有了极大的改善，充分满足了现代社会与经济发展的需求。从根本上改变了工程机械的面貌，极大促进了产品性能的提高，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。工程机械的机电一体化和智能化将是今后的发展方向现代工程施工中，工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏：而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。
4..现代机电一体化在工程机械应用中的发展趋势
4.1 高性能化的应用发展
这里面主要包含：高速的应用化模式、高精度的应用模式以及高效率的应用模式、高可靠性的应用。新一代CNC系统采用多CPU结构以多总线连接，就是以此“四高”为满足生产而诞生的。这种系统采用精简指令集机，可同时实时多任务操作系统并行处理，从而来保证该机电一体化的产品具有相对高性能。
4.2 微型化的应用发展
微型机电一体化系统是机电一体化的一个新发展方向，同时也是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物，国外称微电子机械系统。微型机电一体化产品，泛指几何尺寸向微米、纳米级发展，其体积一般不超过1cm3的机电一体化产品，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优越性，并且其耗能小、体积小、运动灵活，是近年和将来十大关键技术之一。
4.3 机电一体化智能化的应用发展
一般来说，现代机电一体化的发展和进步都主要体现在控制理论的基础上，也就是当前机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一就是智能化技术，而且这种在实际中的区别表现就是表现在其产品的智能上。它是吸收计算机科学、人工智能、生理学等一系列智能的新方法、新思想，模拟人类智能，这样的技术目前任然在探索和应用中，相信将来是有非常广阔的应用前景。
5.结语
随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献：
［1］孙永利.机电一体化在工程机械中的应用［J］.农机使用与维修，2009，（1）.
［2］冷俊.机电一体化在工程机械中的应用［J］.科技资讯，2011，（7）.
［3］陶尚华.机电一体化与发展及趋势[J]. 科技信息. 2008(35)
机电一体化的主要特征范文3
关键词：机电技术；机电自动化；现状；发展趋势
科学技术的高度创新带来技术的不断发展，在不同程度上促进了各个学科的前进，包括工程领域的技术改造。在机械工程这个领域中，微电子技术与计算机技术不断的向前发展，以及其机械工业中逐渐渗透出来的“机电一体化”，将机械工业的产品机构、技术结构、构成和功能、生产加工方式，以及这一列流程的管理体系都在发生着巨大的变化，是机械工业从传统的机械电气化迈向机电一体化为主要特征的新台阶。
1机电一体化技术的特征分析
1.1广而强的应用性
机电一体化技术是以机械为母体，以实践机电产品开发和机电过程控制为基础的技术，是可以渗透到机械系统和产品的普遍应用性技术，几乎不受行业限制。机电一体化技术应用计算机技术，以信息化为内涵智能化为核心，开发和生产了性能更好的功能更强的机电一体化系统和产品。
1.2多层次的系统化
机电一体化是将工业产品和过程利用各种技术综合成一个完整的系统，强调各种技术（特别是微电子技术与精密机械技术）的协同和集成，强调层次化和系统化。无论从单参数、单级控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到柔性及自动化生产线，直到整个系统工程设计，机电一体化技术都体现在系统各个层次的开发和应用中。
1.3整体的最优化
从系统工程观点出发，充分利用新技术及其相互交叉融合的优势，实现机电一体化系统（或产品）的高附加值、高效率、高性能、省材料、省能源、低损耗、低污染、省时省力等等。如采用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高科技机电一体化技术和系统后，各企业就可以根据社会需求及时调整产品结构和生产过程，几乎不需要重新设计制造工艺设备，大大缩短了整个生产周期。
2机电一体化技术的应用分析
2.1在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
2.2在饮料行业中的应用
机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备，可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
2.3在钢铁企业中的应用
计算机集成制造系统（（CIMS）企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备间的数字式、双向、多站通信链路，采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。
交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速，由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。开放式控制系统意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享，开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。分布式控制系统（DCS）分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。
3机电技术的未来发展趋势
3.1光机电技术的发展应用
光学技术的引用，对于光学技术先人的优势的发展实现来说，可以有效的改进机电技术中传感系统、动力系统（能源系统）与信息的处理系统，光电技术的推广对于机电产品是一个重要的发展趋势。
3.2柔性化的自律的分配系统化
在机电技术产品的未来前景里，执行和有效的控制系统是有充足的冗余度，并且有很强的柔性，对于处理突发事件，其能进行较好的解决设计，所以，被设计成为自律分配系统。在自律分配系统的运作环节中，各个相关子系统是完全可以独立工作的，子系统之间又是为同一个总系统进行服务的，并且有自身独立的自律性，可以依据周围环境的改变而作出相应的对策反应。
3.3智能化的全息系统化
在机电技术产品的发展全息性的特点表现的越来越明显，智能化水平也在逐渐的提高。这种趋势的发生主要归功于模糊技术和信息技术的快速发展，其别重要的是信息技术中的软件和芯片技术。不但如此，机电技术系统中的层次化结构也有原有的简单模式转变为复杂的、比较多的冗余度双向联系。智能化的发展对于二十一世纪机电技术发展来说是一个方向性的改变。
3.4仿生物系统化的生物软件化
在日后机电技术的装置对于信息依赖性会逐渐增强，并且在结构上也是处于静态时的，但是又有其不稳定性，相反的是其动态工作环境中却属于相对稳定的。这种现象类似于活生物，机电技术的相关产品走向涵盖生物系统化，但是想走好这条道路还需要一段漫长的时间。
3.5微型化的微型机电化
在半导体的器件制造的利用过程当中的蚀刻技术的应用，已经成功的在实验室中制造出来了亚微米级机械元件。在实际产品中体现这一技术，就可以将机械部分与控制器进行区分了。这时候机械与电子就可以相互融合，传感器、机体、CPU、执行机构等集成为一个整体，体积也会有所减小，并且组成了一种自律元件，这种微型的机械学也是机电技术的发展新方向。
4结束语
随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]梁俊彦，李玉翔.机电技术应用的发展及应用[J].科技资讯，2007.9.
机电一体化的主要特征范文4
关键词：高职；机电；一体化模块
一、一体化模块教学概述
一体化教学模式是指在企业里学习实际操作和在职业学校学习理论知识平行进行，是企业训练与学校教育密切结合起来。接受双元制职业教育的学生，70%的时间在企业，30%的时间在学校。一体化教学是顺应当前职业技术教育发展而产生的一种教学模式，理论一实践一体化，即将课堂教学搬到实际操作室，把理论教学与实际操作融为一体，通过一体化教师的讲解、演示、巡回辅导等教学手段，让学生通过听、看、练等手法全面调动大脑的学习动机，使学生更快，更牢固地掌握所学知识。其主要特征是强调学生参与教学全过程，强调学生互相合作解决实际问题，强调以模块为基础的经验性知识培养。一体化模块教学模式要求理论教学与实践教学内容的一体化，课程以模块的形式组织，教师在知识、技能、教学能力上的一体化，同时还包含教学场所的一体化、教材教案的一体化、教学组织过程的一体化。
（一）机电一体化模块教学的内涵
一体化模块教学模式要求理论教学与实践教学内容的一体化，课程以模块的形式组织，教师在知识、技能、教学能力上的一体化，同时还包含教学场所的一体化、教材教案的一体化、教学组织过程的一体化。因此，一体化模块教学绝不是理论教学和实习教学在形式上的简单组合，而是从学生技能技巧形成的认知规律出发，实现理论与实践的有机结合。
通过一体化模块教学，实现了理论和实践的高度统一，教学更加直观、更加易学，突出操作技能的训练，使学生既具备必要的理论知识，又具备熟练的操作技能，还具有较强的发展潜能，学生毕业后能很快适应生产岗位，体现技工学校教育的特色，为社会输送高素质的技能型人才。
（二）机电一体化模块教学的基本特征
一体化模块教学具有很多明显的特征，它与传统的教学模式相比较主要具有职业定向性，情境性，互动性，实用性，高效性等基本特征。
1.职业定向性
一体化模块教学能够实现与专业培养目标的一致性。一体化模块教学的教学内容是以模块的形式来划分的，它不仅能满足学校教学大纲的要求，还能根据实际情况与企业生产实践相对应，有的甚至可以与工作岗位相吻合，因此课程的职业定向性十分明确。一体化模块教学的教学形式，以及课程内容都体现出很好的职业定向性。
2.情境性
一体化模块教学把理论教学与技能训练融为一体，学生在教师的指导下，通过对课程，对生产，对社会实践创设有挑战性的问题情境，实现教学与现实情境的沟通与融合。一体化模块教学能使学生在真实的现场来感知所学的内容，能在现实的操作过程中学习专业技能知识，进一步理解消化专业理论知识。
3.互动性
一体化模块教学的学习不是既定的，而是动态变化的，是由模块教学内容和研究方式交互作用而生成的。一方面，学习者不断地从模块课程内容中感知、提取信息，进行“交互”，正确理解事物运动状态与规律的表征，形成自己的心智结构；另一方面，不同学习者具有不同的经验世界，从而对某个问题有不同的看法，通过相互争辩，讨论，交流，实践，共同解决问题，可以形成更丰富、深刻的理解，从而获取更多的知识与经验。
4.实用性
“一体化模块教学”可以实现理论与实践的一体化，课程内容是经过教师反复筛选编制的，课程内容的深度和广度以实际工作需要为尺度的，课程重点在于职业技能的学习和养成，突出“宽基础”和“双融合”的原则。一体化模块教学的课程以能力为导向，能合理的处理专业基础知识与专业技能之间的关系，产学结合，突出实践，从而形成连贯的、全面的、完整的教学体系，具有很强的实用性。
5.高效性
“一体化模块教学"的课程设置打破了原有课程的模式，对知识和技能体系重新组合，删除了那些交叉重复的内容，可以有效的避免讲授知识的重复和理论实训课程的脱节，使学生的专业知识学习和专业技能的掌握相辅相承。
二、确立机电专业一体化教学采取的措施
（一）机电理论和实践一体化教学体系
树立综合职业能力的课程观，确立适合地域经济发展的机电专业的培养目标现代职业教育课程观的主要体现在以下几个方面：第一，课程目标由“知识主体”转变为“学生主体”。教学目标是学生个体以及他们心理和行为的变化。为此要研究学生的认识和学习规律，要使学生的各种学习任务与学生的学习规律保持一致。第二，教育导向要逐步转变为“企业专家导向”。传统的课程的设计通常由教育部门来决定，由于角色和角度的约束，课程往往侧重学科知识的系统性，易脱离市场实际。一体化本位课程则要求更多地听取、吸收、采纳机电行业专家们的意见和建议，以更好地把握职业岗位现在和将来对从业人员的能力要求。第三，综合职业教育能力课程的中心是学生，教师将成为学习的促进者和组织者。为适应个体差异，学生可以有不同的课程内容和学习进度。
（二）构建一体化实训教学场所
（1）在实训基地仿真实训。校内实训基地应满足机电仿真实训f的需要，加大软、硬件设施投入，再造校内实习、实训真实工作场景，使学生在校内基地进行仿真实践，切实培养其职业素养和技能。机电专业教师进行相应实训指导，实现职业技能与职业素养一体化培养。
（2）在校外实训基地现场实训。校外实训基地主要是企业，为高职院校学生提供包括基本技能和综合能力两方面的真实的实践环境。由于学生在校外实训基地是顶岗培训，在各个实训项目中均安排了技能训练。通过有关设备及工具的使用，掌握本专业仪器设备的操作技能并熟悉其原理、结构和性能等，为学生今后工作打下基础。另外，学生在实习期间不仅能取得实际工作经验，还能培养团队协作精神、群体沟通技巧、组织管理能力和领导艺术才能等个人综合素质。
参考文献：
[1]陶晓峰.高职机电实训一体化教学改革研究.南昌大学，2010-2
机电一体化的主要特征范文5
【关键词】建筑；自动化机电设备；安装技术
中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：
一.前言
人们生活水平不断提高，电气工程及其自动化广泛渗透于国民经济的各个领域，建筑机电一体化安装工程也贯穿整个建筑工程。对其要求也越来越高，不仅要满足实用需求，更加注重实用、美观、方便的功能。本文通过建筑自动化、电气安全、建筑设备自动化系统等来介绍建筑自动化机电设备安装技术，以及建筑中的电气工程及其自动化技术的可行性建议。
二．建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统是智能建筑的三大基本系统之一，是当今智能建筑的实施重点和难点。因此研究建筑设备自动化理论及其技术、并合理应用先进技术构建建筑设备化系统是正确实施智能建筑的基础。
从实施智能建筑的核心技术来看，建筑设备自动化技术主要表现为以计算机技术为基础的现代IT技术面向建筑领域的具体应用，因而建筑设备自动化技术具有多学科交叉的特点，不仅涉及现代计算机技术、现代网络数据通信技术和现代自动控制技术，而且涉及建筑技术、建筑环境技术、建筑设备技术等诸多技术，是多学科技术的典型结合。
三．建筑机电设备安装原则
1、树立创优意识、计划从严组织优质工程要靠严密计划、精心组织、严格管理获得,因此在工程准备阶段就要高起点严要求,把每一个工程任务都要在思想上高度重视,精心编制计划方案,严格按照操作规程和国家各项标准要求编制《建设项目质量目标计划表》。
2、深化图纸设计管理
深化设计是在业主提供的扩初设计图、招标图纸或“施工图”及设计变更的基础上,依据国家现行设计规范和施工现场实际情况,绘制出能够正确指导工程施工的施工图。图纸设计是建筑施工前期最主要的工作，也是整个建筑施工唯一的参考和指导。建筑工程图纸设计工作主要是由建筑投标和招标两方面达成一致的产物，建筑施工者只是在按图纸执行指令。
3、组织管理
建筑机电一体化安装工程施工管理中组织管理的重要性是不言而喻的。组织管理的成败直接关系着这个工程是否能按时保质完成。
为了更好地实施组织管理，我们应该建立适宜的、具有良好执行力的组织团队，并做好组织管理计划和责任分工，根据实际情况建立简洁、畅通的组织沟通渠道，以保证信息的及时、全面、真实地传输和反馈，同时应注意合理、及时地解决组织管理中的矛盾冲突和意见分歧，加强团队整体的理论水平，保证组织管理的权利和义务落实。
4、质量管理
建筑机电一体化设备安装工程质量的控制与建筑工程质量、社会价值息息相关，并直接影响建筑工程的社会效益和经济效益。
5、安全管理
安全是所有工作最重要的，建筑机电一体化设备安装工程也不例外。建筑机电一体化设备安装施工工程中如果安全管理不当，将会造成严重的财产、人身损失，其后果是无法想象的。建筑机电一体化设备安装工程的安全控制，可以从以下方面入手：首先做好施工操作者的专业技术和安全知识培训，增强安全防范意识；其次，建立完善的安全保障体系，充分配置安全控制所需要的消防设备，并不定时的对消防设施、设备进行全面检查和更换；第三，施工管理者要严格按照相关标准进行安全体系建设，做好安全防范，及时发现并消除安全隐患。
6、加强施工人员素质培训
在工程准备阶段,结合工程设计要求和具体施工情况,及时有计划有针对性地组织施工人员进行培训,主要内容应包括施工进程计划、质量要求、安全管理要求、技术规范要求等几大部分,做好人员的准备工作。
四. 机电设备安装中常见技术问题分析
1、装配不紧密的问题
机电设备安装很重要的工作之一就是装配，而装配的基础工作大多是通过螺栓和螺母的联接来实现。而这种联接需要把握其度，如果联接过于紧密，缺乏必要的缓冲，久而久之容易产生疲劳现象，使得装配工作前功尽弃，甚至会引发安全事故；如果联接过松，会导致设备在运行过程中的振动，甚至会因频率相同而发生系统共振，轻则会产生极大的噪音，重则会导致结合部断裂，引发生产事故。
2、产生噪声振动的问题
近年来，各级对环保的要求越来越严格，特别是随着人们环保意识的不断提升，人们对环保的要求越来越高，对噪声的重视程度越来越高。由于各类机电设备涉及的品种多、样式多、层次多种多样，而且多数是以“动”为主要特征的，这就极容易产生振动，产生噪声噪音污染，严重的会影响到人民群众的生产、生活,造成极为恶劣的影响。
3、电气方面问题
机电设备电气特征十分明显，安装时必须要认真研究设备电气要求，否则，如果没有充分考虑电气要求，而盲目进行安装，可能会因为安装过程不科学，不符合标准要求，可能会使机电设备在运行过程中发生故障。
五. 目前建筑中的电气工程及其自动化技术运用
1、建筑自动化
楼宇自动化控制采用计算机集散控制,所谓计算机集散控制是指集中管理分散控制。它的分散控制器大多采用直接数字控制器,运用上位计算机进行主机屏幕的管理和监控。主要手段是曲线、动画、、数据库、文本、脚本以及各种专用控件等。楼宇自动化包括: 供水和排水监控系统、通风与空调监控系统、照明监控系统、电梯运行监控系统、电力供应监控系统、消防监控系统、综合保安系统和结构化布线系统。
2、电气安全
随着人类对电力能源的重视与应用,电力设备和电力设施与人们的生活、工作已经密不可分,电力甚至成为现代各行各业发展的基础条件。但不可否认，由于多种原因,电力能源方便人们生活、工作的同时,电气设备产生的问题对人们的生活与工作带来不少烦恼与损失,有时甚至是灾难的表现。因此,电气安全已经成为各国电气维护与操作人员消除安全隐患、保障职工健康、防止伤亡事故以及保障各项任务圆满完成。
3、电气绝缘
保持配电线路和电气设备的绝缘，是确保人身安全和电气设备的正常运行的最基本要素。电气绝缘性能是否良好，可通过测量绝缘电阻、抗压强度、漏电流和介质损耗等参数衡量。
4、安全距离
电气安全距离是人体、物体等而无风险的安全可靠的距离。地面与带电体之间、带电体与带电体之间、身体与带电体之间、带电体与其他设备和设施之间,均应保持一定距离。通常，配电线路和变、配电装置附近工作的变化，应考虑线路的安全距离，变、配电装置的安全距离，并保持安全距离和操作安全距离。
5、安全载流量
导体的安全载流量是指允许继续通过导体内部的电流量。持续的电流通过导体，导体加热，如果超过安全的载流量，将超过允许值，导致绝缘损坏，甚至导致泄漏和火灾。因此，按照导体安全载流量确定导体截面和选择设备是非常重要的。
6、建筑设备自动化系统
楼宇自动化系统是一套央监控系统。通过各种建筑物内的空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备进行集中监控，以确保建筑物内环境舒适，充分考虑节能和环保条件的地位和建设中的各种设备的利用率的条件下，以达到最佳的目的。
六.结束语
建筑自动化机电设备安装技术为现代的建筑创造一个高效、舒适、安全的工作环境, 减少了各系统造价，尽量节省能源和日常管理费，以确保该系统全面投入使用，从而提高了现代化的建筑管理和服务的高层次，投资者还可以得更好回报，居民也可以生活的更加舒适，便捷。
参考文献：
[1] 曾益保. 电气自动化在智能建筑中的应用[J]. 消费导刊, 2009,(14) .
[2] 张言荣, 张宏庆, 孙求知. 建筑中的电气工程及其自动化技术研究——智能建筑弱电技术研究[J]. 电气应用, 2006,(02)
机电一体化的主要特征范文6
关键词：运动控制系统上位控制单元方案
信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术使信息和智能和机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。随着计算机电子电力和传感器技术的发展，各先进国家机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的功能。在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展。
在一个运动控制系统中“上位控制”和“执行机构”是系统中举足轻重的两个组成部分。“执行机构”部分一般不外乎：步进电机，伺服电机，以及直流电机等。它们作为执行机构，带动刀具或工件动作，我们称之为“四肢”；“上位控制”单元的方案主要有四种：单片机系统，专业运动控制PLC，PC运动控制卡，专用控制系统。“上位控制”是“指挥”执行机构动作的，我们也称之为“大脑”。以下，我们将分述系统中的“大脑”中的各个部分，并详尽地论述“PC运动控制卡”方案。
一、用单片机系统来实现运动控制。
此系统由单片机芯片、扩展芯片以及通过搭建电路组成。在“位置控制”方式时，通过单片机的I/O口发数字脉冲信号来控制执行机构行走；“速度控制”方式时，需加D/A转换模块输出模拟量信号达到控制。此方案优点在于成本较低，但由于一般单片机I/O口产生脉冲频率不高，对于分辨率高的执行机构尤其是对于控制伺服电机来说，存在速度达不到，控制精度受限等缺点。对于运动控制复杂的场合，例如升降速的处理，多轴联动，直线、圆弧插补等功能实现起来都需要自己编写算法，这必将带来开发起来难度较大，研发周期较长，调试过程烦琐，系统一旦定型不太轻易扩充功能、升级、柔性不强等新问题。因此这种方案一般适用于产品批量较大、运动控制系统功能简单、且有丰富的单片机系统开发经验的用户。
二、采用专业运动控制PLC来实现运动控制。
目前，许多品牌的PLC都可选配定位控制模块，有些PLC的CPU单元本身就具有运动控制功能（如松下NAIS的FP0，FPΣ系列），包括脉冲输出功能，模拟量输出等等。使用这种PLC来做运动控制系统的上位控制时，可以同时利用PLC的I/O口功能，可谓一举两得。PLC通常都采用梯形图编程，对开发人员来说简单易学，省时省力。还有一点不可忽视，就是它可以和HMI（人机界面）进行通讯，在线修改运动参数，如轴号，速度，位移等。这样整个控制系统中从输入到控制再到显示，非常便利。一方面将界面友好化，另一方面将控制系统的成本从整体上节省了。但具有脉冲输出功能的PLC大多都是晶体管输出类型的，这种输出类型的输出口驱动电流不大，一般只有0.1~0.2A。在工业生产中，作为PLC驱动的负载来说，很多继电器开关的容量都要比这大，需要添加中间放大电路或转换模块。和此同时，由于PLC的工作方式（循环扫描）决定了它作为上位控制时的实时性能不是很高，要受PLC每步扫描时间的限制。而且控制执行机构进行复杂轨迹的动作就不太轻易实现，虽说有的PLC已经有直线插补、圆弧插补功能，但由于其本身的脉冲输出频率也是有限的（一般为10K~100K），对于诸如伺服电机高速高精度多轴联动，高速插补等动作，它实现起来仍然较为困难。这种方案主要适用于运动过程比较简单、运动轨迹固定的设备，如送料设备、自动焊机等。
三、采用专用数控系统作为上位控制。
专用的数控系统一般都是针对专用设备或专用行业而设计开发生产的，像专用车床数控系统，铣床数控系统，切割机数控系统等等。它集成了计算机的核心部件，输入、输出设备以及为专门应用而开发的软件。由于是“专业对口”，人们可以尽情发挥“拿来主义”。不需要进行什么二次开发，对使用者来说只需通过熟悉过程达到能操作的目的就行。在这方面，国外知名品牌的产品在我国制造行业中早已占领了了领地，如西门子，法那克，法格，海宝等等。当然，之所以它们能大规模广泛地被采用和这种专用数控系统，是因为其功能丰富，性能稳定可靠。但为之付出的代价就是高成本。因此，适用于控制要求较高且产品档次较高的数控设备生产厂家和使用者。
四、采用PC运动控制卡作为上位控制的方案。
随着PC（PersonalComputer）的发展和普及，采用PC运动控制卡作为上位控制将是运动控制系统的一个主要发展趋向。这种方案可充分利用计算机资源，用于运动过程、运动轨迹都比较复杂，且柔性比较强的机器和设备。从用户使用的角度来看，基于PC机的运动控制卡主要是功能上的差别：硬件接口（输入/输出信号的种类、性能）和软件接口（运动控制函数库的功能函数）。按信号类型一般分为：数字卡和模拟卡。数字卡一般用于控制步进电机和伺服电机，模拟卡用于控制模拟式的伺服电机；数字卡可分为步进卡和伺服卡，步进卡的脉冲输出频率一般较低（几百K左右的频率），适用于控制步进电机；伺服卡的脉冲输出频率较高（可达几兆的频率），能够满足对伺服电机的控制。目前随着数字式伺服电机的发展和普及，数字卡逐渐成为运动控制卡的主流。
从运动控制卡的主控芯片来看，一般有三种形式：单片机，专用运动控制芯片，DSP。
以单片机为主控芯片的运动控制卡，成本较低，电路较为复杂。由于这种方案仍是采用在程序中靠延时来控制发脉冲，脉冲波形的质量和频率都受到限制，一般用这种卡控制步进电机；以专用运动控制芯片为主控芯片的运动控制卡成本较高，但其运动控制功能有硬件电路实现，而且集成度高，所以可靠性、实时性都比较好；输出脉冲频率可以达到几兆赫兹，能够满足对步进电机和数字式伺服电机的控制。以DSP（DigitalSignalProcessor）为主控芯片的运动控制卡利用了DSP对数字信号的高速处理，能够实时完成极其复杂的运动轨迹，常用于像工业机器人等运动复杂的自动化设备中。
运动控制卡是基于PC机各种总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，总线形式也是多种多样，通常使用的是基于ISA总线，PCI总线的。而且由于计算机主板的更新换代，ISA插槽都越来越少了，PCI总线的运动控制卡应该是目前的主流。卡上专用CPU和PC机CPU构成主从式双CPU控制模式：PC机CPU可以专注于人机界面、实时监控和发送指令等系统管理工作；卡上专用CPU来处理所有运动控制的细节
：升降速计算、行程控制、多轴插补等，无需占用PC机资源。同时随卡还提供功能强大的运动控制软件库：C语言运动库、WindowsDLL动态链接库等，让用户更快、更有效地解决复杂的运动控制新问题。运动控制卡的功能图如下：（以MPC02为例）
<--运动控制卡的功能图-->
控制卡接受主CPU的指令，进行运动轨迹规划，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速处理、原点和限位开关等信号的检测等。每块运动控制卡可控制多轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现更多运动轴的控制；每个轴都可以输出脉冲和方向信号，并可输入原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、限位保护等功能。开关信号由控制卡自动检测并作出反应。
目前的运动控制卡主要特征有：开放式结构、使用简便、功能丰富、可靠性高等。具体的特征体现在硬件和软件两个方面：在硬件方面采用PC机的ISA总线方式，各种设置采用简单的跳线和拨码开关；接线方式采用D型插头；采用PC机的PCI总线方式，卡上无需进行任何跳线设置，所有资源自动配置，接线方式采用SISC型插头，可使用屏蔽线缆，并且所有的输入、输出信号均用光电隔离，提高了控制卡的可靠性和抗干扰能力；在软件方面提供了丰富的运动控制函数库，以满足不同的应用要求。用户只需根据控制系统的要求编制人机界面，并调用控制卡运动函数库中的指令函数，就可以开发出既满足要求又成本低廉的多轴运动控制系统。
控制卡的运动控制功能主要取决于运动函数库。运动函数库为单轴及多轴的步进或伺服控制提供了许多运动函数：单轴运动、多轴独立运动、多轴插补运动等等。另外，为了配合运动控制系统的开发，还提供了一些辅助函数：中断处理、编码器反馈、间隙补偿，运动中变速等。
正是由于运动控制卡的开放式结构，强大而丰富的软件功能，对于使用者来说进行二次开发的设计周期缩短了，开发手段增多了，针对不同的数控设备，其柔性化、模块化、高性能的优势得以被充分利用。在目前工业生产中，它的应用范围十分广泛，在使用步进电机和数字式伺服电机的PC机运动控制系统中，都可以使用运动控制卡作为核心控制单元，例如：数控机床、加工中心、机器人等；送料装置、云台；X-Y-Z控制台；绘图机、雕刻机、印刷机械；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机械。
